CC BY
86
лорода и в результате торможения обменных процессов по механизму диашиза, развития метаболической гипокапнии с последующим грубым нарушением процесса диссоциации оксигемоглобина.
3. Введение больным с гипоксией карнитина хлорида (аплегина) в суточной дозе 30 мг/кг веса (по схеме интенсивной терапии) способствует активации энергетического метаболизма, сохранению жизнеспособности нервных клеток в очаге поражения и быстрому восстановлению нарушенных неврологических функций.
Литература
1. Гусев Е.И'. Ишемическая болезнь головного мозга: Актовая речь. М., 1992. 35 с.
2. Гусев Е.И., Скворцова В.И., Журавлева Е.Ю., Яковлева Е.В. // Журн. неврол. и психиатрии им. С.С. Корсакова. 1999. №5. С.55-61.
3. Васильева Е.Д. // Усп. совр. биол. 1972. 1.1 А, Вып. 2. С. 198-212.
4. Зайко H.H. // Пат. физиол. и эксперим. тер. 1978. №2. С. 3-11.
5. Камчатнов П.Р., Кузин В.М. // Новые технологии в неврологии и нейрохирургии на рубеже тысячелетий. Ступино, 1999. С. 108-109.
6. Кузин В.М., Колесникова Т.И. // Журн. неврол. и психиатрии им. С.С. Корсакова. 1987. Т.87. №1. С.42-46.
7. Кузин В.М., Колесникова Т.И. // Журн. неврол. и психиатрии им. С.С. Корсакова. 1987. Т.87. №7. С.1002-1007.
8. Кузин В.М., Колесникова Т.И. // Журн. неврол. и психиатрии им. С.С. Корсакова. 1988. Т.88. №1. С.26-31.
9. Кузин В.М., Колесникова Т.И. // Журн. неврол. и психиатрии им. С.С. Корсакова. 1999. Т.99. №7. С.27-32.
10. Лукьянова Л.Д. // Бюлл. эксп. биол. и мед. 1997. Т. 124. №9. С.244-254.
11. Лукьянова Л.Д. // Гипоксия: механизмы, адаптация, коррекция: Мат-лы II Всеросс. конф. М., 1999. С.41-42.
12. Astrup J. // Acta medica Scand. 1982. Vol.66, Suppl.91. P.5.
13. Astrup J. // J. Neurosurg. 1982. Vol.56, No.4. P.482-497.
14. Lukjyanova L.D. // Adaptation Biology and Medicine. New Delhi, 1996. Vol.1. P.71-79.
15. Mori E., Yoneda Y., Tabuchi M. // Neurology. 1992. Vol.42. P.976-982.
□ □□
УДК 612.013-092.9
Ю.А. Сапожников, Ю.И. Фельдшеров, Б.Я. Рыжавский
МАТЕМАТИЧЕСКИЙ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЙ АНАЛИЗ ВОЗМОЖНОСТИ ОПТИМИЗАЦИИ ОЦЕНКИ ВЫСШЕЙ НЕРВНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ (ПОВЕДЕНИЯ) КРЫС
Дальневосточный государственный медицинский университет, г. Хабаровск
В медицинской науке важную роль играют эксперименты на животных, в частности, на грызунах. Особое место принадлежит экспериментам на мышах и крысах, связанным с изучением их реакций на внешние патогенные (или предположительно патогенные) факторы. Очевидно, что такой подход мог бы позволить экстраполировать полученные данные на человеческий организм в целях выяснения роли тех или иных стрессорных или химических факторов, возможно влияющих на физическое и(или) психическое здоровье человека. Однако такая экстраполяция становится возможной лишь в случае, когда оценка поведения животных производится в терминах, применимых (хотя бы условно) и к поведению человека.
Попытки подобного описания были предприняты американским психологом М.Е. Зе^тап и
Резюме
Исследовались методы оценки поведения крыс на примере эксперимента с потомством самок крыс, подвергавшихся эмоциональному стрессу во время беременности. Предпринята попытка получить и экспериментально подтвердить математическую зависимость между элементарными поведенческими реакциями крыс и некоторыми характеристиками их эмоционально-психического статуса. Полученные зависимости могут быть использованы в качестве более тонкой оценки поведения животных.
его школой, разработавшим концепцию выученной беспомощности (ВБ). Вторая концепция, сформулированная В.В. Аршавским и B.C. Рот-тенбергом и названная теорией поисковой активности (ПА), устанавливает взаимосвязь функцио-
нального состояния мозга и поисковых поведенческих реакций с патофизиологическими и клиническими проявлениями. При оценке поведения животных появились такие критерии, как "исследовательская активность", "двигательная активность", "уровень тревожности", "смещенное поведение". Назовем эти критерии "характеристиками эмоционально-психического статуса". В дальнейшем описание экспериментов проводилось с использованием принятой терминологии, однако оценка вышеназванных критериев не претерпела сколько-нибудь значимых изменений и по настоящее время основывается на простом количественном сравнении элементарных поведенческих реакций животных [5-7, 11].
Данная работа посвящена анализу существующего метода оценки поведения животных и разработке некоторых математических и статистических основ, улучшающих качество такой оценки.
Материалы и методы
В ходе эксперимента исследовалось потомство интактных самок (два помета месячных крыс — 8 и 7 животных) и самок, подвергшихся эмоциональному стрессу во время третьего триместра беременности (также два помета месячных крыс — 8 и 5 животных).
Эмоциональный стресс состоял в ежедневном помещении беременных крыс под стеклянный колпак, не препятствующий доступу воздуха, с площадью пола около 300 см2, освещенный тремя расположенными вне камеры лампами накаливания мощностью по 100 Вт каждая на расстоянии 50 см от пола. Время ежедневного пребывания под колпаком составляло 1 ч (с 13-00 до 14-00).
Исследование поведения потомства проводилось в 30- и 35-дневном возрасте на приподнятом крестообразном лабиринте (ПКЛ), забой — в 40-дневном возрасте декапитацией. Животные содержались в стандартных клетках при обычном световом режиме (кроме экспериментального стрессировния опытной группы), пищу и воду получали ad libitum.
Во время опыта каждое животное помещалось на ПКЛ, и в течение 5 мин фиксировались по времени и количеству все выполняемые им действия: стойки, свешивания, сеансы умывания (груминг), принюхивания, движение, заходы в открытые и закрытые рукава. Фиксирование действий производилось при помощи компьютерной программы "PKL_expr", написанной в ходе проведения предыдущих опытов на ПКЛ. Эксперимент проводился дважды, в возрасте крыс 30 и 35 дней с целью исключить эффект привыкания крыс и проследить изменение их поведения в процессе онтогенеза.
В ходе работы предполагалось изучить влияние эмоционального стресса самок на поведение их потомства со следующих позиций: 1) выявление статистических различий между контрольной и опытной группами по результатам экспериментов; 2) изучение динамики изменений в поведении животных контрольной и опытной групп с течением времени (имелся 5-дневный перерыв между экспериментами в 30- и 35-дневном возрасте крыс);
Yu.A. Sapozhnikov, B.Ya. Ryzhavski, Yu.I. Feldsherov
MATHEMATICAL AND EXPERIMENTAL ANALYSIS OF RATS HIGH NERVIOUS ACTIVITY (BEHAVIOR) OPTIMIZATION POSSIBILITY ESTIMATIONS
Far Eastern State Medical University, Khabarovsk
Summary
The methods of an estimation of rats' behaviour have been investigated. The attempt to get and experimentally confirm mathematical dependency between elementary behavioural reactions of rats and some characteristics of their emotional-mental status has been undertaken. The received dependences can be used as a more fine estimation of animals' behaviour. The research has been based on experiment with posterity of rats' females, which have been exposed emotional stress during pregnancy.
3) классификация поведенческих характеристик в целях определения расчетного критерия оценки поведения животных. Основными требованиями к такому критерию рассматривались: а) возможность по его значению судить о направлении изменения поведения животного в сторону увеличения уровня тревожности либо в сторону увеличения его исследовательской активности; б) более тонкий учет одновременно и временных, и частотных характеристик.
Результаты и обсуждение
Различия между контрольной и опытной группами. Дескриптивный анализ показал достоверные поведенческие различия между контрольной и опытной группами по ряду показателей, особенно в возрасте крыс 30 дней. В частности, "движения" в контрольной группе составили 3,78+0,84, в опытной — 8,9±1,9; "стойки" — соответственно, 5,8±1,68, и 9,15+1,7; "принюхивания" - 53,74±5,69 и 67,71±7,57 (все результаты представлены в процентах от времени нахождения животных в ПКЛ (5 мин). Аналогичный анализ тех же данных в частотном выражении показал достоверные различия по "грумингу" (для контрольной группы — 2,13±0,2; для опытной — 3,69±0,54), "принюхиваниям" (соответственно, 9,27±0,91 и 6,62±1,03), "движению" (8,31±2,21 и 14,0+2,91) и "заходам в закрытые рукава" (1,6±0,29 и 3,08+0,63).
Помимо достоверности межгрупповых различий такие данные, на наш взгляд, могут говорить о неодинаковой значимости временных и частотных характеристик при оценке поведения животных. Так, имеет место увеличение времени "принюхиваний" и одновременно уменьшение их количества в опытной группе по сравнению с контрольной.
Динамика изменений в поведении крыс. Рассмотрена корреляция изменений поведенческих характеристик между 30 и 35 днями жизни у каждой крысы. Установлено, что наиболее устойчивыми параметрами поведения у контрольных крыс являются "движения" (г=0,79 по времени и г=0,73 по количеству), "заходы в открытые и закрытые рукава" (г=0,66 по времени и г=0,81 по количе-
ству), "свешивания" (г=0,67 по количеству), "стойки" (г=0,73 по времени), "груминг" (г=0,65 по времени и г=0,53 по количеству). У подопытных животных устойчивые параметры не выявлены, что говорит о снижении прогнозируемое™ поведенческих характеристик для животных подопытной группы.
Оценка некоторых характеристик эмоционально-психического статуса (ХЭПС) крыс. Для указанной цели были выбраны два критерия — исследовательская активность (ИА) и уровень тревожности (УТ). Выбор этих показателей продиктован тем, что именно они из всех перечисленных выше ХЭП<Ь в равной степени могут отражать психоэмоциональное состояние как животных, так и человека.
Уровень тревожности в литературе определяется как показатель, характеризующий уровень эмоционального стресса животного в текущий момент времени и проявляющийся смещенным поведением, особенностями двигательной активности (об этом будет сказано ниже) и соотношением между пребыванием в открытых и закрытых рукавах (применительно к ПКЛ).
Исследовательскую активность мы определяем как характеристику "любопытства" животного. Необходимо отметить, что ИА в таком понимании крысам не свойственна, на что указывают и другие авторы. Однако данный вид активности присутствует, может быть измерен, и именно он позволяет производить экстраполяцию на человека.
Поисковая активность, в отличие от исследовательской, по нашему мнению, может являться характеристикой поведения, направленного на удовлетворение жизненных потребностей (поиск пищи и воды, избегание стресса). Такое поведение у человека в значительной степени связано с социальной составляющей, поэтому проводить аналогии по этому критерию между человеком и животными намного сложнее.
При оценке ИА и УТ мы придерживались следующих принципов (которые могут быть использованы при оценке и других ХЭПС):
1. Любая ХЭПС есть функция элементарных поведенческих реакций, измеримых в эксперименте.
2. Поведенческие реакции измеримы либо во временных, либо в частотных (количество) единицах.
В связи с этим предлагается для каждой поведенческой реакции на основании временных и частотных значений рассчитывать интегральный показатель (СО, который в дальнейшем может быть использован для расчета ХЭПС. В качестве такого показателя было использовано произведение среднего времени выполнения ¿-го действия (1 /п) и общего времени выполнения ¿-го действия, выраженного в долях единицы от общего времени пребывания в ПКЛ (I /Т). Последнее отношение является по сути нормированием получаемых значений в ограниченном интервале числовых значений (от 0 до 1) для удобства последующей статистической обработки. Таким образом, интеграль-
ный показатель, характеризующий 1-ю поведенческую реакцию, принимает следующий вид:
С, = ■
г
Тхп,
При такой формулировке интегрального показателя размерность последнего выражается в секундах. Физический смысл такой размерности теряется, поэтому удобно считать показатель О безразмерной величиной. Одновременно такая формулировка значений поведенческих реакций позволяет в дальнейшем избавиться от погрешностей (на которые указывают и другие авторы [10]), связанных с малой величиной некоторых наблюдаемых поведенческих реакций.
3. ИА и УТ (обозначим их как ИА* и УТ*) рассчитываются как сумма отражающих их поведенческих реакций, выраженных интегральным показателем (кумулятивный подход).
Исследовательская активность:
ИА = С + С , + С
свеш. стойки откр.
Уровень тревожности: УТ = С + С
груминг закр.
При этом мы не учитывали тот факт, что норковая реакция ("свешивание") может отражать как ИА, так и УТ. Хотя проводимые нами эксперименты и указывают на это, данных для математического учета такого влияния пока недостаточно.
4. Для расчета окончательного значения ИА полученное значение ИА* мы увеличивали на долю единицы, отражающую время пребывания крысы в открытом рукаве (мультипликативный подход):
ИА = ИА'+ИА'х-
■ ИА* X (1 + -Е^В-.)
Т Т
Аналогично рассчитывали УТ, увеличивая полученное значение УТ* на долю единицы, отражающую время пребывания крысы вне открытого рукава:
Т-г г
УТ=УГ + УГх-^ =
Т Т
5. Ряд экспериментов показал, что нередко имеет место параллельное увеличение (или уменьшение) ИА и УТ. Косвенно на это указывает и тот факт, что УТ не всегда имеет обратную зависимость от двигательной активности [8]. Иными словами, эти ХЭПС не являются абсолютно взаимоисключающими параметрами.
В связи с этим, на наш взгляд, представляет интерес рассмотрение некоторого индекса (обозначим его I), отражающего взаимоотношение ИА и УТ. Такой индекс может быть рассчитан по приведенной выше схеме. В качестве основного множителя использовалось отношение ИА/УТ, а в качестве усиливающего множителя — отношение Соткр /Сзакр , переведенное в проценты для удобства анализа:
/=—х(1 + £=.)х100%
УТ С
Анализ ХЭПС, рассчитанных на основе экспериментальных данных. Была проведена статистическая обработка экспериментальных данных, аналогичная вышеописанной, но в применении не к первичным характеристикам, а к интегральным оценкам исследовательской активности и уровня тревожности крыс. Анализ показал более четкие межгрупповые различия, появилась также возможность оценивать тенденцию в изменении поведения животных, подвергшихся какому-либо внешнему воздействию.
Различия между контрольной и опытной группами. Дескриптивный анализ показал достоверные межгрупповые различия только по уровню тревожности: на 30 день жизни УТ составил 134,08+17,95 в контроле и 92,2±21,17 в опыте, а на 35 день жизни — соответственно, 132,0± 18,51 и 96,56+20,43.
Тот же анализ поведенческих реакций, выраженных в единицах интегрального показателя (С), выявил достоверные статистические различия:
— в 30-дневном возрасте: в "принюхиваниях" (4,53±1,48 в контроле и 10,03±3,37 в опыте), в "движениях" (соответственно, 0,02±0,005 и 0,07± ±0,02) и "заходах в закрытые рукава" (67,05+8,94 и 46,03±10,56);
— в 35-дневном возрасте: в "заходах в открытые рукава" (0,07±0,04 в контроле и 0,01 ±0,01 в опыте) и в "заходах в закрытые рукава" (66,15±9,25 в контроле и 48,21 ±10,22 в опыте).
Динамика изменений в поведении крыс. Динамику изменения поведения считаем целесообразным изучать при помощи индекса ИА/УТ, особенно, если имеет место параллельное увеличение или уменьшение ИА и УТ. В описываемом
эксперименте у контрольной группы наблюдалось почти полное сохранение этого индекса (за исключением двух крыс). В опытной группе индекс ИА/УТ менялся в динамике значительно чаще.
Таким образом, в ходе проведенного исследования определены принципы оценки характеристик эмоционально-психического статуса крыс.
Литература
1. Бронштейн И.Н., Семендяев К.А. Справочник по математике для инженеров и учащихся втузов. М: Наука, 1980. 974 с.
2. Вознесенская В.В., Полетаева И.И. // Журн. высш. нервн. деят. 1987. Т.37, №1. С.174-176.
3. Григорьев Н.Р, Функциональная организация поисковой активности: Автореф. дис. ... д-ра мед. наук. Чита, 1998. 40 с.
4. Крушинский JI.B., Полетаева И.И., Романова Л.Г. и др. // Журн. высш. нервн. деят. 1978. Т.28, №5. С.903-912.
5. Кудрявцева H.H. // Журн. высш. нервн. деят. 1987. Т.37, №5. С.929-934.
6. Кудрявцева H.H., Ситников А.П. // Журн. высш. нервн. деят. 1986. Т.36, №4. С.686-691.
7. Лильп И.Г., Бизикоева Ф.З., Полетаева И.И., Иванов В. И. // Генетика. 1995. Т. 31, № 1. С. 101 -110.
8. Лильп И.Г., Бизикоева Ф.З., Полетаева И.И., Иванов В.И.//Генетика. 1992. Т.28, №3. С.87-96.
9. Лильп И.Г., Бизикоева Ф.З., Ревещин A.B. и др. // Генетика. 2000. Т.36, №12. С.1598-1613.
10. Полетаев И.И., Шилова О.Б., Корочкин Л.И. // Онтогенез. 1996. Т.27, №4. С.294-299.
11. Шилова О.Б., Орлова Е.О., Г.И. Ковалев и др. // Генетика. 2000. Т.36, №11. С.1507-1514.
□ □□
УДК 599.323.4: 591.48
Б.Я. Рыжавский, Т. В. Соколова
ВЛИЯНИЕ ЭМОЦИОНАЛЬНОГО СТРЕССА БЕРЕМЕННЫХ КРЫС НА ПОКАЗАТЕЛИ РАЗВИТИЯ ГОЛОВНОГО МОЗГА ИХ 21-ДНЕВНОГО ПОТОМСТВА
Дальневосточный государственный медицинский университет, г. Хабаровск
Данные литературы свидетельствуют, что стрессовые воздействия, оказанные на беременных самок, приводят к отклонениям в соматическом, половом развитии, поведении потомства [1-3, 5, 7-13]. Показано, что у пренатально стрессированных взрослых крыс обоего пола при умеренном стрессовом воздействии в гиппокампе была более высокая концентрация ацетилхолина, чем у животных
контрольной группы, что указывает на влияние пренатального стресса на развитие холинергичес-ких систем переднего мозга, проявляющееся и спустя значительное время после воздействия [11].
Пренатально стрессированные взрослые крысы имели повышенное содержание кортикотропина в амигдале, уменьшенное количество рецепторов к глюкокортикоидам в гиппокампе [13]. Стрессиро-
